電子信息工程課程設(shè)計(jì)主講ppt課件

.,1,電子信息工程課程設(shè)計(jì),主講：張文青,.,2,課題名稱基于DSP模數(shù)轉(zhuǎn)換器有效位（ENOB）的計(jì)算與分析,.,3,本設(shè)計(jì)所涉及到的知識(shí)點(diǎn)信號(hào)與系統(tǒng)數(shù)字信號(hào)處理DSP技術(shù)應(yīng)用微機(jī)接口技術(shù)電子設(shè)計(jì)技術(shù)Matlab應(yīng)用技術(shù),.,4,考核方式平時(shí)考勤占10%實(shí)際操作占50%設(shè)計(jì)報(bào)告占30%設(shè)計(jì)答辯占10%,.,5,課程設(shè)計(jì)目的：將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)后再進(jìn)行處理，是當(dāng)前信號(hào)處理普遍使用的方法，模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）就是將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的器件。ADC有8位，10位，12位，16位等，理論上，轉(zhuǎn)換位數(shù)越多，轉(zhuǎn)換精度越高，但由于受到電路噪聲干擾，以及采樣頻率等因素的影響，實(shí)際上所獲得的轉(zhuǎn)換精度（轉(zhuǎn)換位數(shù)）要低于理論值。所以，計(jì)算ADC的有效轉(zhuǎn)換位數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的評(píng)估就顯得尤為重要。,.,6,本次課程設(shè)計(jì)就是利用DSP實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化采樣存儲(chǔ)，并通過USB接口傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中，利用matlab編程對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，計(jì)算ADC的有效轉(zhuǎn)換位數(shù)（ENOB）。通過調(diào)整信號(hào)頻率、采樣頻率等參數(shù)，獲得這些參數(shù)與ENOB的關(guān)系曲線，最終計(jì)算出最佳的ENOB值。,.,7,所需儀器設(shè)備：信號(hào)發(fā)生器、示波器、DSP實(shí)驗(yàn)箱、計(jì)算機(jī)、USB連接電纜課程設(shè)計(jì)內(nèi)容：1、接通信號(hào)發(fā)生器和示波器的電源，調(diào)整信號(hào)發(fā)生器的頻率（小于2KHz），幅度（峰峰值小于1V），利用示波器測(cè)量確認(rèn)后，通過連接電纜將信號(hào)發(fā)生器的輸出連接到DSP實(shí)驗(yàn)箱的INPUT1端口。將DSP實(shí)驗(yàn)箱的OUT3端口連接示波器2、用USB連接電纜連接主機(jī)和DSP實(shí)驗(yàn)箱,.,8,3、接通DSP實(shí)驗(yàn)箱電源，根據(jù)液晶顯示屏顯示的提示信息進(jìn)行操作。1）上電后，首先選擇4（AD），按ENTER鍵確認(rèn)2）通過數(shù)字鍵選擇采樣頻率（符合那奎斯特采樣定理），按ENTER鍵確認(rèn)3）選擇“1”保存，通過主機(jī)上的采集軟件，可將采集的數(shù)據(jù)通過USB線上傳到主機(jī)。選則“2”不保存，可通過DSP試驗(yàn)箱的OUT3接口，通過示波器觀察波形，若系統(tǒng)正常，應(yīng)該能夠看到跟信號(hào)發(fā)生器輸出一致的波形，以此來驗(yàn)證電路系統(tǒng)的正確性。4）若在3）選擇“1”保存后，主機(jī)會(huì)提示安裝USB驅(qū)動(dòng)，正確安裝驅(qū)動(dòng)后，打開主機(jī)上的數(shù)據(jù)采集軟件，如圖所示：,.,9,數(shù)據(jù)采集軟件界面,.,10,5）點(diǎn)擊“start”,開始數(shù)據(jù)傳輸，若系統(tǒng)工作正常，SuccessedTransfers后會(huì)顯示“5”，表明收到5個(gè)數(shù)據(jù)包，若顯示信息不是5，則將DSP試驗(yàn)箱斷電，重新開始。6）若5）正常，則主機(jī)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)數(shù)據(jù)文件USB.DAT，這就是ADC采集的數(shù)據(jù)，共1024個(gè)采樣點(diǎn)，每個(gè)采樣點(diǎn)為12位有效數(shù)字，表示為2個(gè)字節(jié)，高8位在前（其中高4位為0），低8位在后。4、利用matlab編寫程序，繪制出時(shí)域波形和頻譜圖，利用公式求出ENOB。5、matlab讀取數(shù)據(jù)的參考源程序如下：要求：讀懂程序，進(jìn)行修改，補(bǔ)充,.,11,clc;clear;closeall;FileName,PathName=uigetfile(*.dat,Selectthe*.datfile);f=fullfile(PathName,filesep,FileName);fid=fopen(f,r);data=fscanf(fid,%x);fclose(fid);data=data(1:2:end)*256+data(2:2:end);datsgn=data;plot(datsgn);%時(shí)域波形,.,12,實(shí)驗(yàn)要求：1）用matlab編寫程序，繪制時(shí)域波形圖、頻譜圖，計(jì)算ENOB2）通過改變信號(hào)頻率和采樣頻率，獲取這些參數(shù)與ENOB的對(duì)應(yīng)關(guān)系，繪制出對(duì)應(yīng)曲線圖。3）設(shè)置最佳參數(shù)，求出最佳的ENOB，要求計(jì)算出的ENOB7（SNR取10lg()）4）通過查找資料自己設(shè)計(jì)最佳的matlab程序算法5）參考方法：對(duì)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行FFT，求出基波能量和諧波能量，計(jì)算出信噪比（SNR），利用公式求解ENOB參考公式：ENOB=（SNR-1.79）/6.02,.,13,課程設(shè)計(jì)結(jié)束，提交詳細(xì)的課程設(shè)計(jì)報(bào)告（設(shè)計(jì)報(bào)告要求見下一頁）課程設(shè)計(jì)時(shí)間：第一周，5天，每天8小時(shí)提示：注意采樣頻率、信號(hào)頻率、FFT點(diǎn)數(shù)之間的最佳對(duì)應(yīng)關(guān)系。參考文獻(xiàn)：電子科技，2010年第23卷第3期，ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器有效位計(jì)算計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制.2010.